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Ein durch frühere Forschungsarbeiten des Fachgebiets entstandener Prototyp eines Trainingssimulators für Netzwiederaufbau wurde durch den Autor dieser Dissertation weiterentwickelt und ergänzt. Beide Versionen weisen die folgenden Charakteristika auf:
Durch Einsatz der Netzdatensprache GDL kann das zu betrachtende Netz einfach und effizient beschrieben werden.
Mit Hilfe einer automatischen Schaltanlagenbildgenerierung kann die Zeit für das Bilddesign von mehreren Mannmonaten auf wenige Minuten reduziert werden.
Die Modelle der Simulation werden mit Hilfe der Netzdatensprache GDL ebenfalls automatisch parametriert.
Der Prototyp konnte allerdings nicht für das Training von Betriebsführern eingesetzt werden, da
er nur einen Schaltarbeitsplatz aufwies,
keine Bedienoberfläche für die Kraftwerkskoordinierung vorhanden war und
Funktionen und Modelle fehlten.
Im Rahmen der Arbeiten zu der vorliegenden Dissertation wurden die folgenden Entwicklungsschritte durchgeführt:
Realisierung der Ereignisverarbeitung, die die Zustands- und Ereignisbuchführung aller auftretenden Ereignisse durchführt und als Kommunikationsschnittstelle genutzt wird,
Implementation neuer Oberflächen-Funktionen (Ereignisprotokoll und Bedienoberfläche für die Kraftwerkskoordinierung),
Erweiterungen der Kraftwerksmodelle und der Kraftwerksdaten-Beschreibung (Sollwertführungsgerät, erweitertes Gasturbinenmodell, synchronisierende Leistungsschalter, Beschreibung des Kraftwerksanschlusses, Parametrierhilfe),
Entwicklung und Realisierung von Schutz- und Sekundärgerätemodellen (Grenzwertüberwachung, Überlastschutz, Lastabwurfrelais, Parallelschalteinrichtungen, Kraftwerksschutz),
Konzeption und Umsetzung einer Topologieauswertung, die den gestiegenen Laufzeitanforderungen bei der Anwendung des Simulators auf nationale Energieversorgungssysteme gerecht wird, und
Implementation einer neuen Meßwertversorgung, die auch die allgemein übliche Angabe der prozentualen Auslastung eines Betriebsmittels beherrscht.
Damit sind die Eigenschaften des Simulators um folgende Punkte erweitert worden:
auch für die am Netzwiederaufbau beteiligten Kraftwerksführer steht nun eine Bedienoberfläche zur Verfügung,
durch die flexible Gestaltung der einzelnen Softwarebausteine lassen sich mehrere Leitstellen abbilden; somit wird leitstellenübergreifendes Netzwiederaufbautraining möglich, und
alle für die Simulation des Netzwiederaufbaus erforderlichen Schutz- und Sekundärgerätemodelle sind nun vorhanden.
Neben den Integrations- und Entwicklungsarbeiten konnte der Autor die Verifizierung der Arbeiten in mehreren Anwendungen des Simulators durchführen. Hauptanwendung ist der Einsatz des Simulators in Seminaren, in denen die Betriebsführer des niederländischen Hoch- und Höchstspannungsnetzes den Netzwiederaufbau nach Großstörungen trainieren. Weiterhin wurde ein Praktikumsversuch „Netzbetrieb" für das Praktikum im Fachgebiet entwickelt.
Die Modellbildung des Simulators wurde unter dem speziellen Aspekt des Netzwiederaufbaus durchgeführt. Mit dieser Argumentation konnte die Entwicklung bestimmter Schutzfunktionen und Regelmechanismen unterlassen werden. Da die für das Training der im Normalbetrieb wichtigen Phänomene und Effekte (Verriegelung und Schaltfolgen, Überlastschutz) teilweise ebenfalls modelliert sind, liegt der Gedanke nahe, die Weiterentwicklung in Richtung eines allgemeinen Trainingssimulators voranzutreiben. Solche Erweiterungen umfassen:
detailliertes Fehlerschutzmodell,
Erweiterung des Lastmodells, um die Veränderlichkeit von Lasten im Tages-, aber auch im Sekundenbereich (z.B. bei Elektroschmelzöfen) zu berücksichtigen,
Implementation eines Modells für die Nachbildung der Frequenz-LeistungsRegelung (Sekundärregelung),
Berücksichtigung neuartiger Betriebsmitteltypen (HGÜ (Hochspannungsgleichstromübertragung), FACTS (flexible alternative current transmission system)), deren Einsatz in den nächsten Jahren weiter fortschreiten wird, und
Nachbildung der thermischen Kopplung zwischen Gasturbine und Kessel in GuD (Gasturbine und Dampfturbine)-Kraftwerken.
Gedacht werden kann auch an die Nachbildung von kurzzeitdynamischen Effekten (Leistungspendelungen, transiente Stabilität). Diese Erweiterung erfordert allerdings die Portierung des Gesamtsystems auf eine leistungsstärkere Hardware, da die zur Verfügung stehende Rechnerleistung diese rechenzeitintensive Modellierung in Echtzeit nicht zuläßt.
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